Прогноз физико-химических свойств углеводородных систем на основе моделей «структура-свойство» для применения в нефтехимпереработке и органическом синтезе тема диссертации и автореферата по ВАК РФ 05.17.07, кандидат наук Аубекеров Тимур Мендбайулы

• Аубекеров Тимур Мендбайулы
• кандидат наук
• 2021

Оглавление диссертации кандидат наук Аубекеров Тимур Мендбайулы

СПИСОК СОКРАЩЕНИЙ

ВВЕДЕНИЕ

ГЛАВА 1 СОСТАВ И СВОЙСТВА НЕФТЯНЫХ УГЛЕВОДОРОДНЫХ СИСТЕМ И МЕТОДЫ ПРОГНОЗА ИХ ФИЗИКО -ХИМИЧЕСКИХ СВОЙСТВ

1.1 Углеводородный состав и свойства нефтяного углеводородного сырья

1.2 Теория Бутлерова и первые попытки описания свойств органических молекул с применением теории химического строения

1.3 Классификация ФХС в соответствии с принципами современной термодинамики и теории строения вещества

1.4 Термодинамические и квантово-химические методы прогноза ФХС по структурно-химическим характеристикам молекул

1.5 Полуэмпирические методы основанные на схеме аддитивности инкрементов структурных групп

1.6 Информационные методы определения ФХС

1.7 QSPR (Quantative structure-property relationship) модели для определения термодинамических и кинетических ФХС

1.8 Интегральные спектроскопические дескрипторы и модели «спектр-свойства» и «цвет-свойства» в прогнозировании ФХС многокомпонентных углеводородных систем

1.9 Компьютерные методы, основанные на применении теории нейронных сетей искусственного интеллекта для прогнозирования ФХС органических молекул

1.10 Базы данных по свойствам органических соединений

1.11 Перспективы и экономическая эффективность методов определения ФХС

углеводородов

ВЫВОДЫ К ГЛАВЕ

ГЛАВА 2 ОБЪЕКТЫ И МЕТОДЫ ИССЛЕДОВАНИЙ

2.1 Объекты исследования

2.2 Методы исследования

2.2.1 Топологические дескрипторы

2.2.2 Метод многофакторного регрессионного анализа

ВЫВОДЫ К ГЛАВЕ

ГЛАВА 3 ПРОГНОЗ ТЕРМОДИНАМИЧЕСКИХ СВОЙСТВ УГЛЕВОДОРОДНЫХ СИСТЕМ

3.1 Модели «структура-свойство» ^БРЯ) термодинамических свойств углеводородных систем

3.1.1 Моделирование и прогноз молярной теплоемкости в системе газообразных алканов

3.1.2 Моделирование и прогноз молярной теплоёмкости в системе газообразных аренов

3.1.3 Моделирование и прогноз молярной теплоемкости в системе газообразных алкенов

3.1.4 Моделирование и прогноз стандартной энтальпии и энтропии образованийв системе алканов

3.1.5 Моделирование и прогноз относительной плотности и стандартной температуры кипения в системе алканов

3.1.6 Моделирование стандартной температуры кипения аренов

3.2 Модели «структура-свойство» ^БРЯ) для прогноза критических параметров

углеводородных систем

3.2.1. Моделирование и прогноз критических свойств в системе алканов

3.2.1 Моделирование и прогноз критических свойств в системе аренов

3.2.2 Моделирование и прогноз критической температуры в системе алкенов

3.2.3 Моделирование и прогноз критического давления в системе алкенов

3.2.4 Моделирование и прогноз критической температуры в системе циклоалканов

3.2.5 Моделирование и прогноз критического давления циклоалканов в фазовом переходе жидкость-пар

3.3 Модели «структура-свойство» для прогноза коэффициента теплопроводности газообразных аренов

ВЫВОДЫ К ГЛАВЕ

ГЛАВА 4 ПРАКТИЧЕСКОЕ ПРИМЕНЕНИЕ МОДЕЛИ «СТРУКТУРА-СВОЙСТВО» (QSPR) ДЛЯ ПРОГНОЗА ПАРАМЕТРОВ ТЕХНОЛОГИЧЕСКИХ ПРОЦЕССОВ

4.1 Прогноз теплот образования для процесса изомеризации пента-гексановой фракции

4.2 Применение модели «структура-свойство» (QSPR) для прогноза параметров

процесса сепарации

ВЫВОДЫ К ГЛАВЕ

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

БИБЛИОГРАФИЧЕСКИЙ СПИСОК

СПИСОК СОКРАЩЕНИЙ

ФХС - физико-химическое свойство

МГ - молекулярный граф

ЭВМ - электронно-вычислительная машина

QSPR - Quantative Structure-Property Relationship

QSAR - Quantative Structure-Activity Relationship

NRTL - Non-Random Two Liquid

ТИ - топологический индекс

ВВЕДЕНИЕ

Введение диссертации (часть автореферата) на тему «Прогноз физико-химических свойств углеводородных систем на основе моделей «структура-свойство» для применения в нефтехимпереработке и органическом синтезе»

Актуальность темы исследования

Моделирование, оптимизация и проектирование процессов в технологиях нефтепереработки и органического синтеза, а также внедрение новых химико-технологических процессов с участием углеводородных систем связано с расчетом физико-химических свойств (ФХС) жидкостей и газов. Точность расчетов играет определяющую роль в расчете термоиницируемых и каталитических процессов переработки и органического синтеза, а также оптимизации реакторных процессов, фракционирующей и теплообменной аппаратуры. Несмотря на доступность баз данных ФХС, поиск адекватных исходных данных занимает продолжительное время на стадии всего процесса разработки или проектирования, так как ФХС многих углеводородов остается неизвестными. Кроме того, по-прежнему актуальной задачей нефтепереработки и органического синтеза является прогнозирование свойств органических соединений. Решение этой задачи позволяет сэкономить большие материальные и временные ресурсы, так как количество соединений, которыми в перспективе будет оперировать органическая химия, с учетом их изомеров, не поддаётся точному прогнозированию и создание соответствующих баз представляется практически трудно осуществимым на нынешнем этапе развития вычислительной техники, отталкиваясь от физических и программных возможностей современных ЭВМ. Исходя из изложенного, можно сделать вывод, что разработка методов расчета физико-химических свойств молекул разнообразного строения, базирующихся на информации о структуре молекул углеводородов, является по-прежнему актуальной.

Степень разработанности темы

В настоящее время известно множество способов расчета физико -химических свойств (ФХС) в основе, которых лежит теория строения органических соединений А.М. Бутлерова, согласно, которой структура веществ определяет их физико -химические свойства. Широко известны работы

Л.Гаммета, Р. Тафта, Г. Винера, Д. Цветковича, В.М. Татевского, Е.А. Смоленского, Н.С. Зефирова, О.А. Раевского, А.А. Варнека, И.В. Станкевича, Е.Н., Офицерова, В.Г. Урядова, И.И. Баскина, С.А. Ахметова и других, в которых используются методы расчета ФХС с применением структурных инкрементов, теории молекулярных графов, химической информатики. В основе современных методов расчета используется методология QSPR (Quantative structure-property relationship) и QSAR (Quantative structure-activity relationship). В этих методах широко применяется дескрипторный подход согласно, которому устанавливается связь между структурно-химическими свойствами веществ и так называемыми дескрипторами. Согласно современной теории строения органических соединений под дескриптором подразумевается набор численных характеристик, которые характеризуют структуру и свойства органических соединений. В большинстве случаев для количественных оценок ФХС используется регрессионные зависимости, в некоторых случаях содержащие до 50 переменных.

Соответствие паспорту заявленной специальности

Тема и содержание диссертационной работы соответствуют формуле специальности 05.17.07 - «Общие научные основы и закономерности физико -химической технологии нефти и газа. Молекулярное строение нефти и нефтяных систем, физико-химическая механика нефтяных дисперсных систем, их коллоидно -химические свойства и методы исследования» (п. 1) и формуле специальности 02.00.03 - «Развитие теории химического строения органических соединений» (п. 4), «Выявление закономерностей типа «структура-свойство» (п. 7).

Цель и задачи исследования

Целью данной работы является разработка многофакторных топологических моделей типа «структура-свойство» для адекватного прогноза термодинамических и критических свойств ряда углеводородов, входящих в состав углеводородных систем и некоторых продуктов переработки нефти.

Для достижения поставленной цели в работе решались следующие задачи:

1 Разработка многофакторной модели «структура-свойство» (QSPR) для прогноза термодинамических свойств (теплоемкости, стандартных энтальпий и энтропий образования) углеводородов ряда алканов, алкенов, аренов.

2 Разработка многофакторных моделей «структура-свойство» для прогноза критических свойств углеводородов для фазовых переходов жидкость-пар ряда алканов, циклоалканов, алкенов и аренов.

3 Апробация предложенных моделей «структура-свойство» на примере процессов переработки углеводородного сырья.

4 Разработка реляционной модели базы данных ФХС углеводородов, а также соответствующих алгоритмов и программ прогноза ФХС углеводородов.

Научная новизна

1. Установлена взаимосвязь топологических дескрипторов молекул углеводородных систем: алканов, циклоалканов, алкенов и аренов с их ФХС: молярной теплоемкостью при постоянном давлении, стандартными энтальпии и энтропии образования, коэффициентом теплопроводности, критическими свойствами, относительной плотностью, температурой кипения.

2. Предложены адекватные многофакторные, регрессионные QSPR модели для прогноза ФХС. Установлено, что в качестве топологических параметров наилучшие результаты получаются с учетом приведенного индекса равного отношению индекса Винера к индексу Рандича, а также хюккелевского энергетического параметра равного сумме квадратов собственных значений топологической матрицы молекулы.

3. Предложены и теоретически обоснованы регрессионные, математические модели для оценки и прогнозирования относительной плотности алканов, температуры кипения алканов и аренов, критических параметров (температура, давление) алканов, циклоалканов, алкенов и аренов, молярных теплоемкостей при постоянном давлении алканов, алкенов и

аренов, стандартных энтальпии и энтропии образований алканов, коэффициента теплопроводности аренов.

Теоретическая и практическая значимость

Теоретическая значимость работы заключается в совместном использовании топологических дескрипторов, характеризующих энергетические и структурные особенности углеводородов.

Практическая значимость заключается в следующем:

1. Предложенные в работе модели «структура-свойство» (QSPR) использованы для технологических расчетов процессов переработки углеводородного сырья и органического синтеза.

2. Разработана база данных ФХС углеводородов и соответствующее программное обеспечение для прогноза термодинамических и критических свойств углеводородов ряда: алканов, циклоалканов, аренов и алкенов.

Методология и методы исследований

Методология исследований заключалась в изучении взаимосвязи физико-химических свойств углеводородов и топологических характеристик химической структуры углеводородов и разработке на этой основе многофакторных математических моделей. При этом применяли методы теории химического строения вещества, линейной алгебры, теории графов, регрессионного анализа, метод статистической проверки гипотез. Для проведения исследований были разработаны база данных физико -химических свойств углеводородов и соответствующее программное обеспечение.

Положения, выносимые на защиту

1. Теоретическое обоснование и практическая апробация многофакторных моделей QSPR для прогноза термодинамических свойств углеводородов ряда алканов, алкенов и аренов.

2. Теоретическое обоснование и практическая апробация многофакторных моделей QSPR для прогноза критических свойств углеводородов ряда алканов, циклоалканов, алкенов и аренов.

3. Разработка и практическое применение методики к технологическим расчетам процессов сепарации и изомеризации углеводородных систем.

4. Разработка реляционной базы данных физико -химических свойств углеводородов и органических соединений, а также соответствующие алгоритмы и программы адекватного прогноза ФХС углеводородов.

Степень достоверности и апробация результатов

Для обоснования достоверности результатов работы использованы методы математической статистики. Кроме того, разработана собственная и использованы известные базы данных по физико-химическим свойствам углеводородов и используемые данные основаны на результатах измерений на оборудовании, прошедшем метрологическую аттестацию в сертифицированных лабораториях.

Материалы диссертации докладывались и обсуждались на международной научно-практической конференции «Нефтегазопереработка -2017, 2021», международной молодежной научной конференции молодых специалистов и студентов «Нефть и газ - 2017», международной научно-практической конференции молодых ученых «Актуальные проблемы науки и техники-2015,2016,2017», одиннадцатой Всероссийской конференции молодых ученых, специалистов и студентов «Новые технологии в газовой промышленности (газ, нефть, энергетика)», XI международной научно-технической конгресса студенческого общества инженеров-нефтяников - Society of Petroleum Engineers (SPE), на научно-технических конференциях студентов, аспирантов и молодых ученых УГНТУ. Отдельные результаты работы были представлены на обсуждение на семинарах кафедры «Технология нефти и газа» УГНТУ, семинарах физико-технического института БашГУ, аспирантских семинарах.

Публикации

По результатам выполненных исследований опубликовано 33 научные работы, в том числе 1 статья в журналах, индексируемых Scopus, 4 статьи -Web of Science, 9 статей в журналах, рекомендованных ВАК, 2 свидетельства о регистрации программы ЭВМ и базы данных.

Структура и объем работы

Диссертация состоит из введения, четырех глав, основных выводов и изложена на 184 страницах, включает 71 таблицу, 5 рисунков. Список литературы содержит 1 64 источника.

ГЛАВА 1 СОСТАВ И СВОЙСТВА НЕФТЯНЫХ УГЛЕВОДОРОДНЫХ

СИСТЕМ И МЕТОДЫ ПРОГНОЗА ИХ ФИЗИКО-ХИМИЧЕСКИХ

СВОЙСТВ

1.1 Углеводородный состав и свойства нефтяного углеводородного сырья

Мировые запасы минерального углеводородного сырья оцениваются примерно в 13 трлн.т., т.е. современная цивилизация в ближайшее время не будет испытывать трудности в обеспечении технологии органического синтеза и нефтехимии в ближайшие десятилетия [1]. Причем, на уголь приходится 60% запасов (по теплотворной способности), а на углеводородное топливо — 27%. В то же время структура мирового потребления первичных источников энергии складывается иная: в 2019 г. на уголь приходится около 30%, нефть — примерно 33%, а газа — около 24%. Первое место в мире по разведанным запасам угля занимают США, по запасам нефти — Венесуэла и по запасам природного газа — Иран, который недавно несколько обошел Россию [2]. В Таблице 1.1 приведены оценки запасов угля, нефти и природного газа в различных регионах планетах.

Таблица 1.1 - Первые восемь стран по разведанным запасам топливных

ресурсов в 2019 г. [2]

Страна Уголь (млрд. т) Страна Нефть (млрд. барр.) Страна Природный

1 2 3 4 5 6

США 237 Венесуэла 298 Иран 34

Россия 157 Саудовская Аравия 268 Россия 33

Китай 115 Канада 173 Катар 21

Австралия 76 Иран 155 Туркмения 17

Индия 61 Ирак 141 США 9

Германия 40 Кувейт 104 Саудовская Аравия 8

Украина 34 ОАЭ 98 Венесуэла 5

Казахстан 34 Россия 80 Нигерия 5

Достоверные запасы нефти в мире оцениваются в 236 млрд.т, а ресурсообеспеченность нефтью оценивается в 55 лет. С начала 1990-х г.г. обеспеченность нефтью и газом возросла на 60-65%, а объем добычи возрос всего на 25%, что говорит об опережающем развитии геологоразведочных работ. Однако геологоразведка, как и добыча, все больше перемещаются в районы с тяжелыми природными условиями с их более высокими издержками добычи. Так, более 30% запасов нефти находится в шельфовых зонах морей и океанов [3].

Подавляющая часть достоверных запасов нефти находится, а Азии, только в одном бассейне Персидского залива сосредоточено более 48% мировых запасов нефти. Долгое время лидером по запасам нефти была Саудовская Аравия (16% мировых запасов), но недавно ее обошла Венесуэла (18%). Далее идут Канада Иран и Ирак (по 9-10%), Кувейт, ОАЭ, Россия (5%). Канада раньше не отличалась большими запасами нефти, но после нахождения в провинции Альберта уникальных «нефтяных песков» Канада вышла в число ведущих стран по этому показателю (10%) [2].

По данным BP Statistical Reviewof World Energy, в 2018 году потребление нефти в мире достигло 99,8 млн. баррелей в сутки — это исторический максимум. При этом 2018 год стал девятым годом роста спроса на нефть подряд, а темпы его составили 1,5% при среднегодовых 1,2% за десятилетие [4].

Как и в рост добычи, так и в рост мирового потребления нефти (Рисунок 1.1) в 2018 году наибольший вклад (около 20%) внесли США: им требовалось 20,5 млн. баррелей в сутки — больше, чем какой-либо стране мира. Однако сразу за США следуют стремительно развивающиеся Китай и Индия [4].

Рисунок 1.1 - Потребление нефти по регионам, млн.барр/сутки [ 4]

Нефтяная жидкость или сырая нефть содержат более крупные молекулы, и ее внешний вид, состав и другие свойства сильно различаются с различными нефтяными резервуарами. Тем не менее, почти все природные нефтяные жидкости имеют довольно узкие пределы элементного состава [5] (углерод: 83,0-87,0%, водород: 10,0-14,0%, азот: 0,1-2,0%, кислород: 0,05-1,5%, сера: 0,056,0%).

Неуглеводородные компоненты нефти состоят из: соединений серы, обычно включающих тиолы, сульфиды, циклические сульфиды, дисульфиды, бензотиофен, дибензотиофен и нафтобензотиофен; кислородсодержащие соединения, включая спирты, простые эфиры, карбоновые кислоты, сложные эфиры, кетоны и фураны; и соединения азота, включая пиррол, индол, карбазол, бензо(а)карбазол, пиридин, хинолин, индолин и бензохинолин [6]. Эти гетеросоединения, как и металлы, обычно обнаруживаются только в нелетучей части сырой нефти [5]. В Таблице 1.2 представлено распределение водорода, углерода и гетеросоединений в различных нефтях [7].

Таблица 1.2 - Элементный состав нефти месторождений России и СНГ

Название месторождения Содержание в %

С Н О 8 N

1 2 3 4 5 6

Охинское (Сахалин) 87,15 11,85 0,27 0,3 0,43

Грозненское (Чеченская республика) 85,9 13,1 0,8 0,13 0,07

Тюменское (Западная Сибирь) 85,92 12,88 0,36 0,66 0,18

Сураханское (Азербайджан) 85,3 14,1 0,54 0,03 0,03

Ромашкинское (Татарстан) 83,34 12,65 0,21 1,62 0,18

Коробковское (Волгоградская область) 85,1 13,72 0,02 1,07 0,09

Могутовское (Оренбургская область) 83,85 12,02 0,85 3 0,28

Радаевское (Самарская область) 82,78 11,72 2,14 3,05 0,31

Полуостров Мангышлак 85,73 13 0,4 0,69 0,18

Арланское (Башкортостан) 84,42 12,15 0,06 3,04 0,33

Ухтинское (Республика Коми) 85,47 12,19 1,93 0,09 0,2

Самотлорское(Западная Сибирь) 86,23 12,7 0,25 0,63 0,1

Концентрация этих гетеросоединений обычно довольно мала, хотя она имеет тенденцию к увеличению с увеличением температуры кипения (Рисунок 1.2).

16

_I

paraffins

naphthenc^'"

naphllicno-aromalics

aromatic s

hete roatomic

—------ compounds

boiling point

Рисунок 1.2 - Изменение температуры кипения в зависимости от концентрации

веществ [8]

Отличительной особенностью нефти и нефтяных фракций являются многообразие углеводородных соединений. Это явление связано с изомерией. Изомеры углеродного скелета углеводородов нефти представлен на Рисунке 1.3.

структурная

межклассовая

углеродного скелета

положения кратных связей

ИЗОМЕРИЯ

положения заместителем {функциональных групп}

геометрическая

пространственная / поворотная

\

оптическая

Рисунок 1.3

- Виды углеводородной изомерии

Компонентный состав нефти на уровне углеводородов не может быть полностью описан из-за отсутствия исчерпывающей информации о их структуре и свойствах. Вследствие, изомерии разнообразие компонентов бесконечно велико [9]. В Таблице 1.3 приведено количество изомеров, различающихся структурой углеводородов ряда алканов. Как следует из этого рисунка, количество изомеров бесконечно возрастает и увеличением числа углеродных атомов от 1 до 100.

Таблица 1.3 - количество изомеров различных углеводородов [ 10]

Молекулярная формула Число структурных изомеров

1 2

СН4 1

С2Н6 1

С3Н8 1

С4Н10 2

С5Н12 3

С6Н14 5

С7Н16 9

С8Н18 18

С9Н20 35

С10Н22 75

С15Н32 4347

148284

C21H44 310726

CзoH62 4 111 846 763

C40H82 6,21013

C5oH102 1,1 • 1018

C10oH202 5,91040

Поэтому актуальным является построение поиск закономерностей, связывающих структуру и свойства внутри углеводородов различных классов

[11]. Из Таблицы 1.3 следует, что в высших углеводородах ряда алканов, углеводороды, включающие 20 и более атомов углерода, являются неиндивидуальными соединениями, а фракциями [ 12]. Эти фракции определяются на основе нормальной температуры кипения нормальных алканов и называются фракциями (или компонентами) С6, ^ и т.д. В соответствии с количеством углерода нормального алкана внутри фракции [12].

Согласно аналитическим данным [13] углеводородные компоненты нефти делятся на три группы: алканы, циклоалканы и арены. Количество алкенов мало в нефти и вопрос об их нахождение в нефтяных коллекторах остается открытым [14]. В Таблице 1.4 приведен количественный углеводородный состав некоторых нефтей.

Таблица 1.4 - Концентрация различных видов углеводородов в нефтях [10]

Регионы размещения нефтяных месторождений Алканы, % Циклоалканы, % Арены, %

1 2 3 4

Башкортостан 43-54 30-37 19-27

Татарстан 34-51 28-33 14-23

Казахстан 30-55 41-69 5-21

Предкарпатье 47-49 26-35 18-25

Днепровско-Донецкая впадина 28-66 22-53 12-33

Беларусь 60-71 13-27 11-21

Литва 73-74 22-23 4-5

Азербайджан (материк) 28-56 39-68 2-17

Азербайджан (море) 35-56 27-60 1-20

Дагестан 58-62 25-31 11-13

Чечено-Ингушетия 51-61 16-41 8-28

Калининградская обл. 70-74 21-26 4-5

Краснодарский край 20-47 42-56 11-50

Ставропольский край 51-65 20-37 12-15

1.2 Теория Бутлерова и первые попытки описания свойств органических молекул с применением теории химического строения

Теория химического строения органических соединений возникло в 1840 -1870 гг. XIX столетия. Выдающуюся роль сыграли работы А. Купера, А. Кекуле, Я. Вант-Гоффа и А. М. Бутлерова.

Основные работы Купера посвящены теоретически проблемам органической химии. В 1858 г., почти одновременно с Ф. А. Кекуле и независимо от него Купер предложил методологические принципы теории атомности (валентности), опубликованные в статье "О новой химической теории" [15, 16]. В свете этих принципов он критически рассмотрел теорию типов Ш. Жерара и выдвинул свои положения о конституции органических соединений:

а) фактором, определяющим образование соединений, является химическое сродство элементов;

б) сродство выступает и как качественное свойство элемента -избирательность по отношению к другим элементам, и как количественное -степень сродства;

в) высшая степень сродства углерода равна четырём, поэтому он способен соединяться с 4 или 2 эквивалентами различных элементов;

г) углерод способен соединяться с самим собою и образовывать углерод -углеродные связи.

В 1854 г. Кекуле впервые высказал идею о «двухосновности», или «двухатомности» (позднее он стал использовать термин «валентность») серы и кислорода, а в 1857 г. разделил все элементы на одно-, двух- и трехосновные; углерод Кекуле (одновременно с немецким химиком Г. Кольбе) определил, как четырёхатомный элемент. В 1858 г. Кекуле (одновременно с шотландским химиком А. Купером) указал на способность атомов углерода при насыщении своих «единиц сродства» образовывать цепи [17, 18, 19]. Это механическое

учение о соединении атомов в цепи с образованием молекул легло в основу теории химического строения.

Теория Бутлерова была изложена 19 сентября в 1861 году, на 36-м съезде немецких натуралистов [20].

Основными положениями теории Бутлерова следующие:

1 Все атомы в молекуле органического соединения связаны друг с другом в определенных последовательностях, в соответствии с их валентностью. Изменение последовательности расположения атомов приводит к формированию изомерного вещества с новыми физико-химическими свойствами [21].

2 Характеристики вещества зависят от химической структуры. Химическая структура является характеристикой упорядочивания атомов в молекуле, учитывающей взаимное воздействие атомов друг на друга [22]. Поэтому каждое соединение обладает своими физическими и химическими свойствами.

Данное положение теории химической структуры объясняет явление изомерии [23].

3 Изучение физических и химических свойств веществ позволяет определить их структуру, но структура веществ определяет их физические и химические свойства.

4 Углеродные атомы способны соединяться между собой, образуя углерод с различными типами атомных цепочек. Они могут быть как открытыми, так и закрытыми (циклами), прямыми и разветвленными. Цепи могут быть насыщенными (с одинарными связями) или ненасыщенными (с двойными и тройными связями), он зависит от количества связей, потребляемых атомами углерода, на объединенных друг с другом [24].

5 Каждое органическое соединение имеет одну определенную структурированную формулу, которая строится на основе положения около четырехвалентного углерода и способности его атомов образовывать цепочки и циклы. Молекулярную структуру как реальный объект можно изучить с помощью химических и физических экспериментальных методов [25].

В конце XIX века дальнейшем развитии и мотивация теории химической структуры органических соединений сыграли большую роль последователи Бутлерова (В. В. Марковников, Э. Э. Вагнер, Н. Д. Зелинский, А. Кеккуле, Отто Витт) [8]. В начале XX века с появлением квантовой механики в 1920-е годы электронная теория строения органических соединении получила развитие в работах Г. Льюиса, Л. Полинга, Р. Малликена, Э. Хюккеля и других исследователей [26].

Таким образом, теория Бутлерова позволяет связать ФХС молекул с их структурными характеристиками.

1.3 Классификация ФХС в соответствии с принципами современной термодинамики и теории строения вещества

Рассмотрим общепринятые в органической химии определения.

Свойство - понятие, выражающее качественную определенность вещества

[13].

Качество - проявление ФХС веществ в каком-либо явлении или процессе.

Имеется также неразрывная количественная связь между свойствами веществ и внешними термодинамическими параметрами (температура, давление и т.д.) [27].

В соответствии с принципами термодинамики можно определить свойство как равновесную характеристику структуры молекул и тел, которые определяются их взаимодействиями с другими молекулами и телами, а также поведением вещества при изменении внешних сил, действующих на систему [28]. Известно, что термодинамическая система характеризуется определенными значениями равновесных свойств [29]. Эти свойства термодинамического тела (системы) называются параметрами состояния.

Различают параметры состояния равновесной термодинамической системы -изменение которых определяются только начальным и конечным состоянием тела [30, 31]. Параметры можно разделить на две группы:

Интенсивные - которые не зависят от количества вещества и при взаимодействии тел выравниваются (температура, давление, градиент концентраций и т.п.);

Экстенсивные - зависящие от количества вещества, следующие закону сложения или, как говорят математики, закону аддитивности (масса, объём, внутренняя энергия и т.п.).

К числу основных ФХС относят равновесные и термодинамические свойства экстенсивной и интенсивной природы: стандартные энтальпии, энтропии, свободные энергии и теплоемкости органических соединений, а также коэффициенты объемного расширения, магнитная проницаемость, поверхностное натяжение, удельные объемы и так далее.

Важной термодинамической характеристикой являются температура, при которой происходят фазовые переходы 1 и 2 рода, например, температуры плавления кристаллизации кипения и так далее [32].

Фазовые переходы (ФП) - переходы вещества из одной фазы в другую при этом химические потенциалы на границах раздела фаз выравниваются. Основоположники классической термодинамической теории ФП - Дж. Гиббс, П. Дюгем, Б. Клайперон, Р. Клаузиус, Й. Ван дер Ваальс.

Фазовые переходы первого рода — фазовые переходы, при которых скачком изменяются первые производные термодинамических потенциалов по интенсивным параметрам системы (температуре или давлению). Переходы первого рода характеризуются скачкообразным изменением экстенсивных параметров, таких как удельный объем, теплота фазового перехода и т.д. [33]. Фазовые переходы второго рода характеризуются скачкообразным изменением первых производных от экстенсивных параметров [29].

При фазовых переходах первого рода в однокомпонентной системе зависимость температуры равновесного перехода от давления определяется уравнением Клапейрона-Клаузиуса:

dp/dT = г /ту, (1.1)

где г - удельная теплота ФП; АУ - разность удельных объемов фаз.,Т -температура К, р- давление.

Фазовые переходы второго рода - фазовые переходы, при которых вторые производные термодинамических потенциалов по давлению и температуре изменяются скачкообразно, тогда, как их первые производные изменяются постепенно [34, 35]. Отсюда следует, в частности, что энергия и объём вещества при фазовом переходе второго рода не изменяются, но изменяются его теплоёмкость, сжимаемость, различные восприимчивости и т. д.

Состояние вещества, возникающее в критической точки и её окрестности, в котором сосуществующие в равновесии фазы по своим физическим свойствам становятся неотличимыми друг от друга называется критическим состоянием вещества.

В последние годы в органическом синтезе и нефтехимии важное место занимают явления, связанные с технологическими процессами в сверхкритическом состоянии, например, процессы экстракции, растворения, адсорбции и др. [36]. В технологии используются тот факт, что в сверхкритическом состоянии жидкости обладают высокой проникающей и смачивающей способностью и повышенной реакционной способностью в химических превращениях, поэтому прогноз критических свойств, чрезвычайно важен для реализации этих технологий.

Для описания универсальных параметров фазовых переходов через критическое состояние в 1966 г российские физики А.З. Поташинский, В Л. Покровский и независимо от них Л.П. Каданов объединили идеи Ландау и Ван-Дер-Ваальса о подобии свойств веществ и предложили теорию масштабной инвариантности или теорию скэйлинга [37]. Суть масштабной теории состоит в следующем флуктуации параметра порядка (плотности, концентрации, намагниченности и т.п.) вблизи критической точки очень велики. Радиус корреляции гс (величина, близкая по смыслу к среднему размеру флуктуаций -единственный характерный масштаб системы) значительно превосходит среднее

Список литературы диссертационного исследования кандидат наук Аубекеров Тимур Мендбайулы, 2021 год

Библиографический список

1. Gielen, D. The role of renewable energy in the global energy transformation / D. Gielen, F. Boshell, D. Saygin, D. Morgan Bazilian, N. Wagner, R. Gorini // Energy Strategy Reviews. - 2019. - V. 24. - P. 38-50.

2. Горбанев, В.А. Природные ресурсы мировой экономики / В.А. Горбанев, И.И. Митрофанова // Мировое и национальное хозяйство. - 2019. -№2. - 7 с.

3. Доломатов, М.Ю. Взаимосвязь цветовых характеристик и первых потенциалов ионизации молекул органических веществ / М.Ю. Доломатов, Г.У. Ярмухаметова // Прикладная физика. - 2009. - №5. - С. 31-38.

4. Schenk, C.J. Assessment of Undiscovered Conventional Oil and Gas Resources of Southeast Asia / T.J. Mercier, C.A. Woodall, T.M. Finn, P.A. Le, K.R. Marra, H.M. Leathers-Miller, R.M. Drake II // U.S. Geological Survey Fact Sheet. -2020. - 2 p.

5. Szabo, A. Modern Quantum Chemistry. 1st Edn., Dover Publication, New York. 22. 2009 / A. Szabo, N.S. Nostlund // Assessment of Undiscovered Conventional Oil and Gas Resources of Southeast Asia, 2020: U.S. Geological Survey Fact Sheet. - 2020. - 2 p.

6. Тронов, В. П. Развитие техники и технологии промысловой подготовки нефти в Татарии / В.П. Тронов, Г.М. Ахмадеев, У.Г. Сатаров / Совершенствование методов подготовки нефти на месторождениях Татарии. Бугульма. - 2014. - С. 12-34.

7. Okolo, et al., Proc.36th Annual confr. Agric society of Nigeria. Fed. University of Tech. Owerri, Nigeria. - 2002 - Р. 355 - 359.

8. Брусиловский, А.И. Исследование ФХС углеводородов при разработке нефтяных месторождений / А.И. Брусиловский. - М.: Грааль. -2002. - 575 с.

9. Pond, S.M. First-pass elimination. Basic concepts and clinical consequences / S.M. Pond, T.N. Tozer // Clin. Pharmacokinet. - 1984. - V.9. - Р. 125.

10. Michelsen, M.L. The isothermal flash problem. Part 2: Phase split calculation, Fluid Phase Equilibria. - 1982. - №9. - Р. 21-40.

11. Фролкова, А.В. Разработка энергоэффективных технологий получения органических веществ на основе комплексного исследования реакционной и разделительной составляющей / А.В. Фролкова, М.А. Маевский, А.К. Фролкова, Д.Б. Плетнев / / Теоретические основы химической технологии. -2020. - Т. 54. - №6. - С. 706-713.

12. Zhuchkov, V.I. Study of the selectivity of binary agents by gas-liquid chromatography / V.I. Zhuchkov, V.M. Raeva, A.K. Frolkova // Theoretical Foundations of Chemical Engineering. - 2020. - V. 54. - № 1. - P. 194 - 199.

13. Ахметов, С.А. Моделирование и инженерные расчеты физико-химических свойств углеводородных систем / С. А. Ахметов, А. Р. Гайсина. -СПб: Недра. - 2010. - 128 с.

14. Самойлов, Н.А. Математическое моделирование и оптимизация процесса гидроочистки дизельного топлива // Теоретические основы химической технологии. - 2021. - Т. 55. - №1. - С. 99-109.

15. Dewar, M.J.S. AM1: A new general-purpose quantum mechanical molecular model / M.J.S. Dewar, E.G. Zoebisch, E.F. Healy, J.J. P. Stewart // J. Am. Chem. Soc. - 2016. - V.107. - Р. 3902-3909.

16. Michelsen, M.L. Thermodynamic models / M.L. Michelsen, J.M. Mollerup // Fundamentals & computational aspects, Holte (Denmark), Tie-line. -2004. - 382 р.

17. Michelsen, M.L. Partial derivatives of thermodynamic properties / M.L. Michelsen, J.M. Mollerup // American Institute of Chemical Engineers Journal. -2016. V.32. - Р. 1389-1392.

18. Mollerup, J.M. The prediction of densities of liquefied natural gas and lower molecular weight hydrocarbon mixtures / J.M. Mollerup, J.S. Rowlinson // Chemical Engineering Science. - 2014. - V. 29. - P. 1373-1381.

19. Nikitin, E.D. et al. Critical constants of n-alkanes with from 17 to 24 carbon atoms / Journal of Chemical Thermodynamics. - 2014. - V. 26.- P. 177-182.

20. Guo, X.Q. et al. Equation of state analog correlations for the viscosity and thermal conductivity of hydrocarbons and reservoir fluids / Journal of Petroleum Science and Engineering. - 2001. - V. 30. - P. 15-27.

21. Kabadi, V.N. A modified Soave-RedlichKwong equation of state for water-hydrocarbon phase equilibria / V.N. Kabadi, R.P. Danner // Industrial and Engineering Chemistry Process Design and Development. - 2016. - V. 34. - P. 537541.

22. Katz, D.L. Predicting phase behavior of condensate/crude oil systems using methane interaction coefficients / D.L. Katz, A. Firoozabadi // Journal of Petroleum Technology. - 2018. - V. 20. - P. 1649- 1655.

23. Krygowski, M.K. Sigmaand Pi-electron delocalization: Focus on substituent effects / M.K. Krygowski, B.T. Stepien // Chem. Rev. - 2005. - V. 105. -P. 3482-3512.

24. Mauro, R. A theoretical study of phenolic compounds with antioxidant properties / R. Mauro, B. Lobato, J. Lameira, A.S. Santos, C.N. Alves // Eur. J. Med. Chem. - 2007. - V. 30. - P. 440-446.

25. Hirschfelder, J.O. et al. Molecular theory of gases and liquids, New York, John Wiley; London, Chapman & Hall. - 1954. - 1219 p.

26. Poling, B.E. et al. The properties of gases and liquids, New York-London, McGraw-Hill. Quinones-Cisneros S.E. One parameter friction theory models for viscosity /Fluid Phase Equilibria. - 2011. - V.178. - P. 1-16.

27. Toth, J. Structural study of flavonoids and their protonated forms / J. Toth, M. Remko, M. Nagy // Z. Naturforch. C: Biosci. - 2016. - V. 51. - P. 784-790.

28. Таран, Ю.А. Математическое описание фазовых и формально аналогичных им превращений для инженерных расчетов // Теоретические основы химической технологии. - 2020. - Т. 54. - №3. - С. 309-324.

29. Michelsen, M.L. Calculation of phase envelopes and critical points for multicomponent mixtures, «Fluid Phase Equilibria», 4, 1 -10. Michelsen M.L. he isothermal flash problem. Part 1: Stability. Fluid Phase Equilibria. - 2014. - V.9. -Р. 1-19.

30. Tissot, B.P. Correlation of heats of isomerization, and differences in heats of vaporization of isomers, among the paraffin hydrocarbons / B.P. Tissot, D.H. Welte // Springer-Verlag, Berlin. Part IV, Chapter I gives a detailed account of the chemistry of oil and gas. - 1978. - Р. 333-368.

31. Смирнов, В.В. "QSPR-исследование в ряду алкилмеркаптанов" / В.В. Смирнов, С.Г. Алексеев, Н.М. Барбин // Проблемы обеспечения безопасности при ликвидации последствий чрезвычайных ситуаций. - 2013. -V. 1. - №1. - Р. 435-437.

32. Vadimira, B. Bioremediation technologies for treatment of crude oil polluted soils in refinery play in Slovnatt Republic. - 2002. - V. 37. - Р. 1221-1226.

33. S0reide, I. Peng-Robinson predictions for hydrocarbons, CO2, N2, and H2S with pure water and NaCl brine / I. S0reide, C.H. Whitson // Fluid Phase Equilibria. - 1992. - V. 77. - Р. 217-240.

34. Смоленский, Е.А. Полуэмпирический метод расчета энергий образования предельных углеводородов // Докл. АН СССР. - 1976. - Т. 230. - С. 373-376.

35. Doucet, J.P., Doucet-Panaye A., Papa E. Topological QSAR modelling of carboxamides repellent activity to aedes aegypti / J.P. Doucet, A. Doucet-Panaye, E. Papa // Molecular informatics. - 2019. - V. 38. - № 8-9. - 190029 р.

36. Гумеров, Ф.М. Технология утилизации нефтяных шламов с использованием жидкостной и сверхкритической флюидной экстракции с пропан-бутановым экстрагентом / Ф.М. Гумеров, В.Ф. Хайрутдинов, М.И. Фарахов // Теоретические основы химической технологии. - 2017. - Т.51. - №6. - С. 629-636.

37. Богданов, А.В. О влиянии строения катионного фрагмента на антимикробную активность ди - третбутилфенольных изатин - 3 -ацилгидразонов / А.В. Богданов, М.Е. Кадомцева, С.В. Бухаров, А.Д. Волошина, В.Ф. Миронов // Журнал органической химии. - 2020. - Т. 56. - №3. - С. 488-491.

38. Доломатов, М.Ю. Физико-химические основы новых методов исследования сложных многокомпонентных систем. Перспективы практического использования. - М.: ЦНИТЭНефтехим. - 1991. - 72 с.

39. Zuo, Y.X. et al. Simulation of the high-pressure phase equilibria of hydrocarbon-water/brine systems // Journal of Petroleum Science and Engineering. -2016. - V. 15. - Р. 201-220.

40. Costanzi, S. Influence of the structural accuracy of homology models on their applicability to docking-based virtual screening: the p2 adrenergic receptor as a case study / S. Costanzi, A. Cohen, A. Danfora, M. Dolatmoradi // Journal of chemical information and modeling. - 2019. - Т. 59. - №7. - С. 3177-3190.

41. Fotland, P. Phase behaviour and interfacial tension as functions of pressure and temperature in a ternary alkane system / P. Fotland, O.P. Bjorlikke // Journal of Physical Chemistry. - 1989. - V. 93. - Р. 6407-6413.

42. Gill, L.S. and Nyuwuame, H.G.K. Effects of crude oil on the growth of anatomical features of ChromotaenaOdorota (L) R&R. -2003. - Р. 99 - 103.

43. Ambure, P. QSAR-co: an open source software for developing robust multitasking or multitarget classification-based qsar models / P. Ambure, A.K. Haider, M.N.D.S. Cordeiro, H. González Díaz // Journal of chemical information and modeling. - 2019. - Т. 59. - №6. - С. 2538-2544.

44. Тимофеева, М.Ю. Физико-химические особенности и разработка модели процессов адгезионного взаимодействия растворов высокомолекулярных соединений: дис. ... канд. хим. наук: 02.00.06 / Марина Юрьевна Тимофеева. -Москва, 2005. - 157 с.

45. Luque Ruiz, I.L. Building of robust and interpretable QSAR classification models by means of the rivality index / I.L. Luque Ruiz, M.A. Gómez-Nieto // Journal of chemical information and modeling. - 2019. - Т. 59. - №6. - С. 2785-2804.

46. Kosterlitz, J.M. Ordering, metastability and phase transitions in two-dimensional systems / J.M. Kosterlitz, D. Thouless // J. Phys. - 1973. - V.6. - 1181 p.

47. Nelson, D.R. Universal Jump in the Superfluid Density of Two-Dimensional Superfluids Phys / D.R. Nelson, J.M. Kosterlitz // Rev. Lett. - 1977. -V.39. - 1201 p.

48. Доломатов, М.Ю. Цветовые характеристики углеводородных нефтехимических систем / М.Ю. Доломатов, О.Т. Кыдыргычова, Л.А. Доломатова, В.В. Карташева // Журнал прикладной спектрокопии. - 2000. - Т.67.

- №3. - С. 387-389.

49. Сайфуллин И.Ш., Лебедев Ю.А., Кизин А.Н. Методы расчета термодинамических и критических свойств углеводородов и их производных в программе TERMO v. 1.0.

50. Доломатов, М.Ю. Разработка информационной системы расчёта термодинамических функций / М.Ю Доломатов, Н.А. Журавлева, А.В. Нигматуллина, Д.Р. Танатарова, М.А. Казаков // Современные проблемы науки и образования. - 2014. - № 3. - 6 с.

51. Богатов, Г.Ф. Термодинамические свойства многокомпонентных углеводородных смесей и нефтепродуктов в условиях фазовых превращений: дис. докт. техн. наук / Г.Ф. Богатов. - Грозный. - 2012. - 424 с.

52. Andersen, S.I. Concentration effects in HPLC-SEC analysis of petroleum asphaltenes // Journal of Liquid Chromatography. - 2014. - V. 17. - P. 4065-4079.

53. Andersen, S.I. Relations between three topological indices in petroleum / S.I. Andersen, J.G. Speight // Petroleum Science and Technology. - 2011. - V. 19. -P. 1-34.

54. Astarola-Aierbe, G., J.M. Echeverria, J.L. Egiburu, M. Ormaetxea and L. Mondragon. // Polymer. - 2015. - V. 39. - P. 3147-3153.

55. Odu, C.T.I. et al., Environmental study (Soil and Vegetation) of the Nigerian Agip Oil company operation area Nigerian Agip Oil Company in (in Press).

- 2016.

56. Frank, J. Introduction to Computational Chemistry.-John Wiley&Sons, Ltd. - 2007. - 600 p.

57. Кон, В. Электронное строение вещества - волновые функции и функционалы плотности. - 2002. - T.172, №3 - С. 336-338.

58. Won, K.W. Thermodynamics for solid-solution-liquidvapor equilibrium. Wax phase formation from heavy hydrocarbon mixtures // Fluid Phase Equilibria. -2016. - V. 30. - 265-279.

59. Zhang, H.Y. Electronic effects on O-H proton dissociation energies of phenolic cation radicals: A DFT study / H.Y. Zhang, Y.M. Sun, X.L. Wang // J. Org. Chem. - 2002. - V. 67. - P. 2709-2712.

60. Доломатов, М.Ю. Физико-химия наночастиц / М.Ю. Доломатов, Р.З. Бахтизин, М.М. Доломатова // - 2 изд., перераб. и доп. - Москва: Издательство Юрайт. - 2020. - 285 с.

61. Riazi, M. Prediction of molecular-type analisis of petroleum fractions and coal liquids / M. Riazi, T.E. Daubert // Ind. Eng. Chem. ProcessDes. Dev. -1988. - V. 25. - № 4. - P. 1009-1015.

62. Russel, N. Soil condition and plant growth. London press. 10th ed. -2013. - Р. 589.

63. Kaasa, B. Prediction of pH, mineral precipitation and multiphase equilibria during oil recovery (Ph.D. Thesis), NTNU (NorgesTeknisk-NaturvitenskapeligeUniversitet), Trondheim. - 2015.

64. Bondi, A. Physical properties of molecular crystals, liquids, and glasses, New York, John Wiley. - 2008. - 175 p.

65. Hoot, W.F. et al. Solubility of water in hydrocarbons, «Petroleum Refiner» - 2017. - V.36. - P. 255-256.

66. Jennings, H.Y. The effect of temperature and pressure on the interfacial tension of water against methane-normal decane mixtures / H.Y. Jennings, G.H. Newman // Society of Petroleum Engineers Journal. - 2011. - Р. 171-175.

67. Chung, T.H. et al. Generalized multiparameter correlation for nonpolar and polar fluid transport properties // Industrial and Engineering Chemistry Research. - 1988. - V. 27. - Р. 671-679.

68. Jhaveri, B.S. Three-parameter modification of the Peng-Robinson equation of state to improve volumetric predictions / B.S. Jhaveri, G.K. Youngren // Society of Petroleum Engineers Reservoir Engineering. - 2008. - V.3. - Р. 10331040.

69. Jorge, M. Convenient amination of weakly activated thiophenes, furans and selenophenes in aqueous media / M. Jorge, F. Casado, M. Cervera, M. Espin, I. Gallardo, M. Mir, M. Niat // PureAppl. Chem. - 1995. - V.67. - Р. 703-710.

70. Борисевич, С.С. Расчет физико-химических свойств полимерных материалов / С.С. Борисевич, В.М. Янборисов / Физико-химические основы технологии полимерных материалов. - 2011. - 2-е изд., испр. - 31 с.

71. Баскин, И.И. Введение в хемоинформатику / И.И. Баскин, Т.И. Маджидов, А.А. Варнек // Ч. 3. Моделирование «структура-свойство». -Казань: Изд-во Казан. ун-та. - 2015. - 304 с.

72. Ахметов, С.А. Математическое моделирование фракционного состава нефтей. /С.А. Ахметов, С.Г. Ратовская // Нефтепереработка и нефтехимия. - 2015. - №7. - С. 56-58.

73. Бавыкин, В.И. Изучение зависимостей детонационных свойств индивидуальных углеводородов от строения молекул: дис. канд. тех. наук: 02.00.03 / Василий Михайлович Бавыкин. - Москва, 2008. - 148 с.

74. Mollerup, J.M. Calculation of equilibrium properties / J.M. Mollerup, M.L. Michelsen //Fluid Phase Equilibria. - 2012. - V. 74. - Р. 1-15.

75. Баскин, И.И. Моделирование свойств химических соединений с использованием искусственных нейронных сетей и фрагментных дескрипторов: дис. канд. тех. наук: 02.00.17 / Игорь Иосифович Баскин. - Москва, 2009. - 365 с.

76. Selassie, C.D. History of Quantative Strucrure-Activity Relationships // Chemistry Department Pomona College Claremont, California, - 2003. - 48 р.

77. Kochev, N. "Chemical information processing for QSAR/QSPR modeling" / N. Kochev, V. Paskaleva, N. Jeliazkova // Научни трудове на Съюза на учените - Пловдив. Серия В: Техника и технологии. - 2013. - V.16. - Р. 230

- 234.

78. Neumann, I. B. "Composition and Properties of Petroleum." / I.B. Neumann, B. Pazynska-Lahme, D. Severin // Wiley, London. - 1981. - 148 p.

79. Tohru, M. Predicting the hydroxymethylation rate of phenols with formaldehyde by molecular orbital calculation / M. Tohru, H.C. Anthony, G. Charles, Jr. Hill // J. WoodSci. - 2002. - V. 48. - P. 153 - 158.

80. Бронштейн, И. С. Моделирование процессов сокращения потерь при разработке скважин с использованием уточненного расчета ФХС углеводородов // Нефтепромысловое дело и транспорт нефти. - 2016. - № 8. -С. 21-24.

81. Родионова, Е.В. Моделирование возможных пространственных структур переходных состояий ароматических углеводородов / Е.В. Родионова, Томилин О.Б., Фомина Л.В. / Журнал органической химии. - 2021. - Т.57. - №2.

- С. 157-166.

82. Gruber, C. Quantummechanically calculated properties for the development of quantitative structure-activity relationships (QSAR'S). pKa values of phenols and aromatic and aliphatic carboxylic acids / C. Gruber, V. Buss. // Chemosphere. - 1989. - V. 19. - P. 1595-1609.

83. Joseph, G.L. and Clowell, R. Microbial degradation of hydrocarbon in the environment. - 2017. - V.4. - P. 67 -89.

84. Герасимов, А.А. Исследование многокомпонентных углеводородных смесей с использованием компьютерного моделирования и QSPR, включая критическую область: дис. докт. техн. наук / / А.А. Герасимов. -Калининград. - 2000. - 434 с.

85. Katz, D.L. et Robinson equation of state to complex mixtures. Evaluation of the various forms of the local composition concept, «Fluid Phase Equilibria» - 2016. - V. 13. - P. 91-108.

86. Станкевич, М. И. Топологические индексы в органической химии / М.И. Станкевич, И.В. Станкевич, Н.С. Зефиров // Успехи химии. - 1988. - Т.57. -№3. С. 337-363.

87. Todeschini, R. Handbook of molecular descriptors / R. Todeschini, V. Consonni //Germany: Wiley-vch verlag gmbh. - 2008. - 667p.

88. Доломатов, М.Ю. Определение свойств нефтей и нефтепродуктов по корреляциям цвет-свойство и спектр-свойство / М.Ю. Доломатов, В.В. Карташева / Химическая технология. - 2004. - № 2. - С. 12-14.

89. Раевский, А.О. Моделирование соотношений «структура-свойство» -М.: «Добросвет», «Издательство «КДУ», - 2015. - 288 с.

90. Иванова, Ю.Б. Влияние химической модификации структуры тетрапиррольного макроцикла на спектральные, кислотные и комплекообразующие свойства трет-бутилзамещенных порфиразинов / Ю.Б. Иванова, А.С. Семейкин, Т.В. Любимова, Н.Ж. Мамардашвили // Журнал органической химии. - 2020. - Т.567. - №10. - С. 1502-1508.

91. Olds, R.H. Phase equilibria in hydrocarbon systems. Composition of the dew point gas in methanewater system, «Industrial and Engineering Chemistry», -1942. - V. 34. - P. 1223-1227.

92. Sheridan, R.P. Interpretation of QSAR models by coloring atoms according to changes in predicted activity: how robust is it? // Journal of chemical information and modeling. - 2019. - Т. 59. - № 4. - С. 1324-1337.

93. Onyeike, E.N. and Ogbuja, S.I. Journal of Applied science and Environment management. - 2009, - V.3. - P. 23-28

94. Ozumba, C.I. National Association of Petroleum Explorationists (NAPE) bulletin. - 2009. - V. 14. - P. 76 - 85.

95. Patel, N.C. A new cubic equation of state for fluids and fluids mixtures / N. C. Patel, A.S. Teja // Chemical Engineering Science. - 2012. - V. 37. - P. 463473.

96. Pedersen, K.S. Thermodynamics of petroleum mixtures containing heavy hydrocarbons. 1: Phase envelope calculations by use of the Soave-Redlich-Kwong

equation of state / K.S. Pedersen, P. Thomassen, A. Fredenslund // Ind. Eng. Chem. ProcessDes. Dev. - 1984. - V. 23. - № 1. - P. 163-170.

97. Edmister, W.C. Applied hydrocarbon thermodynamics. Part 4: Compressibility factors and equation s of state, «Petroleum Refiner», - 1958. - V. 37. - P. 173-179.

98. Hsu, Y.D. Correlation of the mutual diffusion coefficients of binary liquid mixtures / Y.D. Hsu, Y.P. Chen // Fluid Phase Equilibria. - 2015. - V. 152. -P. 149-168.

99. Yitzhak, A. The mechanism of addition of phenols to tetramesityldisilene. Evidence for both nucleophilic and electrophilic rate-determining steps / А. Yitzhak, M. Nakash // J. Am. Chem. Soc. - 2016. - V. 118. -P. 9798-9799.

100. Benedict, M. et al. An empirical equation for thermodynamic properties of light hydrocarbons and their mixtures, methane, ethane, propane and n-butane, «Journal of Chemical Physics», - 2010. - V.8. - P. 334-345.

101. Доломатов, М.Ю. Оценка физико-химических свойств углеводородных систем по корреляциям «спектр-свойства» и «цвет-свойства» / М.Ю. Доломатов, Д.О. Шуляковская, Г.У. Ярмухаметова, Г.Р. Мукаева // Химия и технология топлив и масел. - 2013. - №3. - С. 52-56.

102. Ярмухаметова, Г.У. Расчет средней молекулярной массы, коксуемости и энергии активации вязкого течения поверхностных проб нефти по корреляциям цвет - свойства / Г.У. Ярмухаметова, М.Ю. Доломатов // Геология, геофизика и разработка нефтяных месторождений. - 2009. - №7. - С. 35-38.

103. Маневич, С.И. Расчёт дескрипторов соединений органической химии // НТИ серия 2. Информационные процессы и системы. - 1996. - С. 55-63.

104. Долматова, М.М. Применение оптических дескрипторов для оценочного прогнозирования количества серы в высоковязких нефтяных фракциях ашальчинского нефтяного месторождения/ М.М. Долматова, Р.И. Хайрудинов, И.Р. Хайрудинов, Э.А. Ковалева // Бутлеровские сообщения. -2020. - Т.64. - №11. - С. 96-101.

105. Доломатов, М.Ю. Взаимосвязь физико-химических и цветовых свойств углеводородных систем в колориметрических системах RGB и XYZ / М.Ю. Доломатов, Г.У. Ярмухаметова, Л.А. Доломатова // Прикладная физика. -2008. - № 4. - С. 43-49.

106. Цветкович, Д. Спектры графов. Теория и применение / Д. Цветкович, М. Дуб, Х. Захс //Киев. Наук. Думка. - 1984. - С. 280.

107. Доломатов, М. Ю. Интегральные характеристики оптических спектров, как новый класс дескрипторов для сложных молекулярных систем / М.Ю. Доломатов, Э.А. Ковалева, К.Ф. Латыпов, М.М. Доломатова, Г.У. Ярмухаметова, Н.Х. Паймурзина // Бутлеровские сообщения. - 2019. - Т.57. -№1. - С. 1-14.

108. Садыков, Б.Р. Разработка экологически предпочтительных методов контроля безопасности и качества природного органического сырья и продуктов его переработки с помощью количественной спектроскопии ЯМР: дис. ... канд. хим. наук: 03.02.08 / Булат Рафикович Садыков. - Москва, 2014. -136 с.

109. Soloviev, V. QSPR modeling of potentiometric sensitivity towards heavy metal ions for polymeric membrane sensors / V. Soloviev, A. Varnek, V. Babain, E. Legin, A. Legin, D. Kirsanov, J. Ashina, V. Polukeev // Sensors and actuators b: chemical. - 2019. - V. 301. - 12694 p.

110. Wiener, H. // J. Amer. Chem. Soc. - 1947. - V. 69. - № 1. P. 17-20.

111. Randic, M. // J. Amer. Chem. Soc. - 1975. - V. 97. - № 23. P. 66096615.

112. Бариш, М. - В кн. Химические приложения топологии и теории графов. / М. Бариш, Дж. Яшари, Р. Лалл, В. Шривастава, Н. Тринайстич // Под ред. Р. Кинга. -М.: Мир. - 1987. - С. 259-265.

113. Bonchev D., Balaban A.T., Mekenyanov. //J. Chem. Inf. Comp. Sci. -1980. - V. 20. - № 2. - P. 106-113.

114. Baskin, I.I. Continuous molecular fields and the concept of molecular cofields in structure - activity studies / I.I. Baskin, N.I. Zhokhova // Future medicinal chemistry. - 2019. - V. 11. - № 20. - P. 2701-2713.

115. Muratov, E.N. Erratum: correction: QSAR without borders (chemical society reviews / E.N. Muratov, J. Bajorath, R.P. Sheridan, I.V. Tetko, D. Filimonov, V. Poroikov, T.I. Oprea, I.I. Baskin, A. Varnek, A. Roitberg, O. Isayev, S. Curtarolo, D. Fourches, Y. Cohen, A. Aspuru-Guzik, D.A. Winkler, D. Agrafiotis, A. Cherkasov, A. Tropsha // Chemical society reviews. - 2020. - V. 49. - №11. - 3716 P.

116. Balaban, A.T. // Math. Chem (MATCH). - 1984. - №16. - P. 163-190.

117. Смоленский, E.A. Применение теории графов к расчетам структурно-аддитивных свойств углеводородов. // Ж. Физ. Хим. - 1964. - Т. 38. - 12881291 р.

118. Hosoya, H. // Bull. Chem. Soc. Japan. - 1971. - V. 44. - №9. - P. 23322339.

119. Platt, J.R. // J. Phys. Chem. - 1952. - V. 56. - № 3. - P. 328-336.

120. PlaNarumi H., Katayama M. // Mem. Fac. Eng. Hokkaido Univ. - 1984. - V. 16. - №3. - P. 209-214.

121. Zankov, D.V. Conjugated quantitative structure-property relationship models: application to simultaneous prediction of tautomeric equilibrium constants and acidity of molecules / D.V. Zankov, T.I. Madzhidov, A. Rakhimbekova, T.R. Gimadiev, R.I. Nugmanov, M.A. Kazymova, I.I. Baskin, A. Varnek // Journal of chemical information and modeling. - 2019. - V. 56. - №11. - P. 4569-4576.

122. Jippo, H. Graph classification of molecules using force field atom and bond types / H. Jippo, A. Matsuura, M. Ohfuchi, T. Matsuo, R. Kikuchi, D. Fukuda D // Molecular informatics. - 2020. - V. 39. - №1-2. - 180155 P.

123. Haarberg, T. et al. Scale formation in reservoir and production equipment during oil recovery. An equilibrium model, «Society of Petroleum Engineers Production Engineering», - 1992. - V. 7. - Р. 75-84.

124. Haase, R. Thermodynamics of irreversible processes, Reading (MA), Addison-Wesley. Haniff M.S., Pearce A.J. (1990) Measuring interfacial tension in a

gas-condensate system with a laser-light-scattering technique, «Society of Petroleum Engineers Reservoir Engineering» - 2009. - V.5. - Р.589-594.

125. Доломатов, М.Ю. Интегральные характеристики оптических спектров, как новый класс дескрипторов для сложных молекулярных систем /М.Ю. Доломатов, Э.А. Ковалева, К.Ф. Латыпов, М.М. Доломатова, Н.Х. Ярмухаметова // Бутлеровские сообщения. - 2019. - Т.57. - №1. - С. 1-14.

126. Wu, Y.D. Topological Index. A newly proposed quantity characterizing the topological nature of structural isomers of saturated hydrocarbons / Y.D. Wu, D.K.W. Lai // J. Org. Chem. - 2016. - V. 61. - Р. 7904-7910.

127. Wu, S. iQSPR in xenonpy: a bayesian molecular design algorithm / S. Wu, C. Liu, H. Yamada, R. Yoshida, G. Lambard // Molecular informatics. 2020. -V. 39. - № 1-2. - 180155 P.

128. Shorter, J. Correlation Analysis in Organic Chemistry: An Introduction to Linear Free Energy Relationships, Clarendon Press, Oxford, ISBN. - 2020. - 119 р.

129. Michelsen, M.L. Calculation of critical points from cubic two-constant equation of state / M.L. Michelsen, R.A. Heidemann // American Institute of Chemical Engineers Journal. - 2017. - V. 27. - Р. 521-523.

130. Крук, В.С. Информационные базы данных для химической промышленности Республики Беларусь / В.С. Крук, З.А. Антонова, Г.Я. Кабо, О.В. Говин, Ю.В. Максимук // Химические проблемы создания новых материалов и технологий: сборник статей. - 2003.

131. Twu, C.H. An internally consistent correlation for predicting the critical properties and molecular weights of petroleum and coal tar liquids / C.H. Twu // Fluid Phase Equilibria. - 2014. - V. 16. - Р. 137-150.

132. Twu, C.H. et al. A new generalized alpha function for Wiener index of trees: theory and applications. Part 1: Peng-Robinson equation / C.H. Twu // Fluid Phase Equilibria. - 2015. - V. 105. - Р. 49-59.

133. Lagunin, А. А. Rational use of heterogeneous data in quantitative structure-activity relationship (QSAR) modeling of cyclooxygenase/lipoxygenase

inhibitors / A.A. Lagunin, P.V. Рogodin, A. Geronikaki, P. Eleftheriou, A.V. Zakharov // Journal of chemical information and modeling. - 2019. - Т. 59. - № 2. - С. 713-730.

134. Yuan, M.D. Prediction of sulphate scaling tendency in oilfield operations / M.D. Yuan, A.C. Todd // Society of Petroleum Engineers. Production Engineering. - 2017. - V.6. - Р. 63-72.

135. Доломатов, М.Ю. Определение средней молекулярной массы нефтей и нефтяных остатков по цветовым характеристикам / М.Ю. Доломатов, Г.У. Ярмухаметова // Химия и технология топлив и масел. - 2009. - №4. - С. 46-49.

136. Григорьев, Б.А. Проектирование моделей изменения свойств углеводородов с учетом известных ФХС / Б.А. Григорьев, А.А. Герасимов, И.С. Александров // Газовая промышленность. - 2013. - № 696 (спецвыпуск). - С. 98-101.

137. Gantzer, P. Inverse - QSPR for de novo design: a review / P. Gantzer, B. Creton, C. Nnieto-Draghi // Molecular informatics. - 2020. - V. 39. - №4. - 190087 P.

138. Шмойлова, Р.А. Теория статистики / Р.А. Шмойлова, В.Г. Минашкин, Н.А. Садовникова, Е.Б. Шувалова. - 5-е изд. -М.: Финансы и статистика. - 2014. - 656 с.

139. Klimenko, K.O. QSPR Modeling of liquid-liquid equilibria in two-phase systems of water and ionic liquid / K.O. Klimenko, J.M. Ines, J.M.S.D. Esperanfa, L.P.N. Rebelo, J. Aires-De-Sousa, G.V.S.M. Carrera // Molecular informatics. -2020. - V. 39. - №1-2. - 1800155 P.

140. Consonni, V. On the misleading use of QF32 for QSAR model comparison / V. Consonni, R. Todeschini, D. Ballabio, F. Grisoni // Molecular informatics. - 2019. - V. 38. - №1. - 1800029 P.

141. Cardoso-Silva, J. Optimal piecewise linear regression algorithm for QSAR modelling / J. Cardoso-Silva, S. Tsoka, G. Papadatos, L.G. Papageorgiou // Molecular informatics. - 2019. - V. 38. - № 3. - 1800028 P.

142. Matveieva, M. Interpretation of QSAR models: mining structural patterns taking into account molecular context / M. Matveieva, P. Polishchuk, M.T.D. Cronin // Molecular informatics. - 2019. - V. 38. - № 3. - 1800028 P.

143. Du, Z. Alkanes with the first three maximal/minimal modified first zagreb connection indices / Z. Du, A. Ali, N. Trinajstic // Molecular informatics. -2019. - V. 38. - № 4. - 1800116 P.

144. Доломатов, М.Ю. Топологический подход к расчету теплоемкости предельных углеводородов / М.Ю. Доломатов, Т.М. Аубекеров, Э.В. Вагапова, К.Р. Ахтямова // Бутлеровские сообщения. - 2018. - Т. 53. - № 2. - С. 80-86.

145. Патент №2015613203 Российская Федерация, Программа расчета физико-химических свойств органических соединений с использованием двумерных топологических характеристик // Шамова Н.А., Доломатов М.Ю., Трапезникова Е.Ф., Аубекеров Т.М., Стенькин А.В.; заявитель и патентообладатель ФГБОУ ВПО Уфимский государственный нефтяной технический университет. - № 2014662682/69; заявл. 09.12.2014; опубл. 10.03.2015.

146. Анисимов, М.А. Критические явления в жидкостях и жидких кристаллах / М.А. Анисимов. М.: Наука. - 1987. - С. 271.

147. Доломатов, М.Ю. Взаимосвязь теплоемкости и топологических характеристик соединений в ряду замещенных аренов / М.Ю. Доломатов, Т.М. Аубекеров, Э.В. Вагапова, К.Р. Ахтямова, Е.А. Кузнецов // Журнал физической химии. - 2019. - Т. 93. - № 2. - С. 170-175.

148. Патент №2018620459 Российская Федерация, База данных физико-химических свойств органических соединений // Доломатов М.Ю., Павлов Т.И., Аубекеров Т.М.; заявитель и патентообладатель ФГБОУ ВПО Уфимский государственный нефтяной технический университет. - № 2017620709; заявл. 05.07.2017; опубл. 21.03.2018.

149. Доломатов, М.Ю. Взаимосвязь теплоемкости и топологических характеристик молекул в рядах газообразных замещенных производных алкенов при давлении 100 кПа и интервале температур от 298,15 К до 1000 / М.Ю. Доломатов,

Т.М. Аубекеров, Э.В. Вагапова, К.Р. Ахтямова // Теоретические основы химической технологии. - 2020. - Т. 54. - № 4. - С. 496-503.

150. Урядов, В.Г. Динамическая модель процесса активации для реакций циклоприсоединения в растворах: Автореф. дис. докт. хим. наук. Тверь: Ун-т. -2011. - 36 с.

151. Доломатов, М.Ю. Взаимосвязь стандартной энтальпии и энтропии образования и топологических характеристик структуры предельных углеводородов / М.Ю. Доломатов, Т.М. Аубекеров // Журнал физической химии. - 2018. - Т. 92. -№ 3. - С. 355-361.

152. Доломатов, М.Ю. О связи топологических характеристик молекул и свойств алканов / М.Ю. Доломатов, Т.М. Аубекеров, Н.А. Шамова, Е.Ф. Трапезникова, А.В. Стенькин // Башкирский химический журнал. - 2014. - Т. 21. -№ 3. - С. 50-53.

153. Доломатов, М.Ю. Двухпараметрические QSPR-модели расчета критических параметров углеводородов в фазовых переходах жидкость-пар / М.Ю. Доломатов, Т.М. Аубекеров, Н.А. Шамова, Е.Ф. Трапезникова, А.В. Стенькин // Химическая технология. - 2016. - Т. 17. - № 1. - С. 45-48.

154. Доломатов, М.Ю. Взаимосвязь критических характеристик фазового перехода жидкость-пар с топологическими характеристиками молекул ароматических углеводородов / М.Ю. Доломатов, Т.М. Аубекеров, Э.В. Вагапова, К.Р. Ахтямова, Е.А. Кузнецов // Бутлеровские сообщения. - 2017. - Т. 52. - № 11. -С. 74-78.

155. Fayet, G. New QSPR models to predict the flammability of binary liquid mixtures / G. Fayet, P. Rotureau // Molecular informatics. - 2019. - V. 38. - № 8-9. - 1800122 P.

156. Petrosyan, L.S. Modeling of glass transition temperatures for polymeric coating materials: application of QSPR mixture-based approach / L.S. Petrosyan, J.L. Leszczynski, B. Rasulev, N. Sizochenko // Molecular informatics. - 2019. - V. 38. -№8-9. - 1800150 P.

157. Доломатов, М.Ю. Дескриптор модели структура-свойство для расчета критической температуры фазового перехода жидкость-пар с тополгическими характеристиками молекул алкенов / М.Ю. Доломатов, Т.М. Аубекеров, О.С. Коледин, К.Р. Ахтямова, Э.В. Вагапова, Э.А. Ковалева // Журнал физической химии. - 2019. - Т. 93. - № 12. - С. 1804 - 1809.

158. Доломатов, М.Ю. Корреляция структура-свойство для расчета критических давлений фазовых переходов жидкость-пар по топологическим характеристикам молекул алкенов / М.Ю. Доломатов, Т.М. Аубекеров, О.С. Коледин, К.Р. Ахтямова, Э.В. Вагапова, Э.А. Ковалева // Журнал физической химии. - 2020. -Т. 94. - № 10. - С. 1445 - 1449.

159. Доломатов, М.Ю. Молекулярный дескриптор для расчетов коэффициентов теплопроводности углеводородов / М. Ю. Доломатов, Т.М. Аубекеров, Н.А. Шамова, Е.Ф. Трапезникова, Д.Ф. Гилемянова, О.С. Коледин // Башкирский химический журнал. - 2017. - Т. 24. - № 2. - С. 62-65.

160. Григорьев, И.С. Физические величины / И.С. Григорьев, Е.З. Мейлихов // Справочник. М.: Энергоатомиздат. - 1991. - 1232 с.

161. Доломатов, М.Ю. Расчет энергетических параметров уравнения состояния NRTL для углеводородов ряда алканов с применением модели «структура-свойство» / М. Ю. Доломатов, Т.М. Аубекеров, Э.В. Вагапова, К.Р. Ахтямова // Башкирский химический журнал. - 2020. - Т. 27. - № 3. - С. 19-24.

162. Racz, A.L. Intercorrelation limits in molecular descriptor preselection for QSAR/QSPR / A.L Racz, К. Héberger, D. Bajusz // Molecular informatics. -2019. - V. 38. -№ 8-9. - 1800154 P.

163. Умергалин, Т.Г. Методы расчетов основного оборудования нефтепереработки и нефтехимии / Т.Г. Умергалин. - Уфа: Изд-во «Нефтегазовое дело», - 2007. - 236 с.

164. Александров, И.А. Ректификационные и абсорбционные аппараты. Методы расчета и основы конструирования / И.А. Александров. - М.: «Химия», -1978. - 280 с.